ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1 Состояние вопроса 5
1.1 Здания и сооружения из металлических конструкций 5
1.2 Общие сведения о стальных стропильных фермах 5
1.3 Техническая эксплуатация стальных стропильных ферм 9
1.4 Дефекты и повреждения стальных стропильных ферм 14
1.5 Аварии стальных конструкций 18
1.6 Усиление ферм 23
1.7 Анализ работ по усилению стержней ферм под нагрузкой 28
1.8 Основные сведения о сварке 32
1.9 Выводы по первой главе 45
Глава 2 Экспериментальное исследование 46
2.1 Методика проведения испытаний 46
2.2 Техника безопасности при выполнении сварочных работ 55
2.3 Техника безопасности при работе с гидравлическим прессом 55
2.4 Анализ результатов испытаний 57
2.5 Выводы по второй главе 61
Глава 3 Теоретическое обоснование эксперимента 63
3.1 Расчёт несущей способности эталонного стержня 63
3.2 Расчет несущей способности деформированного стержня 64
3.3 Расчет несущей способности усиленных стержней 66
3.4 Выводы по третьей главе 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 72
Для подъёма экономики России очевидна необходимость модернизации отечественной промышленности. Модернизация требует, как правило, усиления каркасов промышленных зданий, в том числе стропильных ферм покрытия со стержнями из парных уголков, скомпонованных в тавр, и листовыми фасонками. Усиление таких ферм, зачастую, достигается увеличением сечения отдельных стержней путём присоединения на сварке дополнительных стержневых элементов.
В этой связи, предлагаемая тема является актуальной.
Результаты обследований показывают, что стропильные фермы часто имеют дефекты, повреждения. Распространенным случаем повреждений являются различные общие деформации стержней, в том числе и выгибы в плоскости фермы на обушки уголков. Такие стержни требуют, как правило, усиления.
По вопросу усиления стержней были изучены различные источники (рекомендации по усилению, учебники). Результат: в литературе есть только ссылки (причём, разноречивые) на возможные схемы усиления, без методик расчёта. Причина: исследования по данному вопросу не проводились.
Научный интерес, таким образом, представляет исследование эффективности различных схем усиления.
Новизна работы заключается в постановке эксперимента и разработке методик расчёта, позволяющих достоверно определить несущую способность сжатых деформированных стержней стальных стропильных ферм покрытия при различных схемах усиления.
Была поставлена цель данного исследования: получение научного обоснования степени эффективности различных схем усиления сжатых стержней таврового сечения из парных уголков с общими деформациями на обушки.
Задачи:
1. Анализ существующих методов усиления металлических стержней стропильной фермы.
2. Экспериментальное исследование работы сжатых деформированных уголковых стержней при различных вариантах усиления.
3. Теоретическое исследование работы сжатых деформированных уголковых стержней при различных вариантах усиления.
4. Анализ результатов исследований.
Методы исследования, которые использовались в процессе выполнения работы: описание, аналогия, прогнозирование, обобщение, эксперимент.
Научная новизна диссертационной работы заключается в получении сведений о работе сжатых деформированных уголковых стержней таврового сечения, усиленных при различных вариантах с применением сварки.
Практическая значимость работы заключается в разработке рекомендаций по усиления деформированных стержней таврового сечения с применением сварки.
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях и семинарах:
• на научно-практической конференции «Студенческие дни науки в ТГУ, 2018» - 3-е место;
• на научно-практической конференции «Студенческие дни науки в ТГУ, 2018» - два 1-х места;
• на Всероссийской студенческой научно-практической междисциплинарной конференции «Молодежь. Наука. Общество»;
• на областном конкурсе «Молодой ученый»;
• на магистерских семинарах.
Публикации.
По результатам работы над диссертацией опубликовано 3 работы.
1. Результаты проведённого исследования позволили дать новые трактовки напряжённого состояния усиливаемых стержней с начальными выгибами в плоскости фермы и предложить методики расчёта их несущей способности при двух различных схемах усиления: короткими и длинными стержнями.
2. Усиление стержней, имеющих начальный выгиб в плоскости фермы на обушок уголков, неэффективно производить короткими стержнями.
3. Усиление таких стержней следует производить:
• прямыми уголками усиления длиной, равной длине усиливаемых элементов, или
• уголками длиной, равной длине усиливаемых элементов , имеющими обратный выгиб (исследования И.А. Батыревой).
4. Предложенные методики расчёта несущей способности усиливаемых стержней позволяют получать вполне достоверные результаты.
